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地下人防工程的優化管理論文
地下人防工程的優化管理論文【1】
摘 要：結合工程實例,介紹了人防地下室防護通風設計中在建筑方案優化前后濾毒設備、進風機及超壓排氣活門等通風設備的比選。進而得出結論，在掩蔽人數相同的條件下適當減小防毒通道面積可減少濾毒設備、進風機及超壓排氣活門的數量，最終達到節省投資的目的。
關鍵詞：過濾吸收器 風機 超壓排氣活門 防毒通道
引言
隨著我國經濟建設的發展，人防工程建設已成為現代城市建設的重要組成部分，人防設計成為越來越多高層民用建筑設計的重要組成方面，并逐漸由單一的防空職能向防空防災雙重職能轉變。
1.工程概況
本工程為某居住小區的2#樓，地上共十七層，地下共兩層，地下一、二層平時為儲藏室，戰時地下二層為乙類、常六級二等人員掩蔽部，防化級別丙級，掩蔽人數430人。該人防工程為一個防護單元,一個人防主要出入口。
2.防護通風方式及運行原理
2.1防護通風方式
戰時通風系統包括清潔通風、濾毒通風、隔絕通風三種方式。在人防地下室的主出入口和次出入口分別設置排風系統(見圖2)和進風系統(見圖1)。其中,F4和F5為密閉閥門。
2.1.1清潔通風是用于戰時防空地下室周圍的空氣未被核、生、化武器及各類武器的次生災害污染時的通風方式。
2.1.2濾毒通風是用于戰時防空地下室周圍的空氣已被核、生、化武器及各類武器的次生災害污染,但其污染物的種類和濃度又是專用設備可以清除時的通風方式。
2.1.3隔絕通風是用于戰時防空地下室周圍的空氣未被核、生、化武器及各類武器的次生災害污染的濃度過大,超過了專用濾度設備的清除能力等特殊情況而實施的內循環通風方式。
在敵人實施核、化學、生物武器襲擊時,清潔通風應立即轉入隔絕通風,如果人防空氣污染濃度過高或除塵、過濾吸收器對毒劑失效時,應進行隔絕通風。
2.2運行原理
清潔式通風時進風系統運行原理：開啟密閉閥門F5(X1)、F5(X2),關閉其他閥門，啟動進風機F1。清潔式通風時排風系統運行原理：開啟F5(P1)、F5(P2)，關閉F6(P3)、F4(P4)，啟動排風機F12。排風方向：室內清潔區→廁所→室內排風口→排風機F12→F5(P1)→F5(P2)→擴散室→防爆波活門→風井→室外。
濾毒通風時進風系統運行原理：開啟密閉閥門F4(X3)、F4(X4)，關閉其他閥門, 打開閥門X7、啟動進風機F1; 濾毒通風時排風系統運行原理：首先關閉閥門F6(P3)、F5(P1)、F4(P4)、F5(P2)和排風機F12，待室內超壓達到規定值時，打開閥門F6(P3)、F4(P4)、F5(P2)，形成超壓排風，排風方向：室內清潔區→F6(P3)→防毒通道兼簡易洗消間→F4(P4)→F5(P2)→擴散室→防爆波活門→風井→室外。
隔絕式通風時進風系統運行原理：開插板閥F7(X6),關閉其他閥門，啟動進風機F1。隔絕式通風時排風系統運行原理：關閉所有閥門及排風機F12。靠進風井實現室內空氣的循環。
當過濾吸收器F2失效被更換后濾毒室內的空氣被污染，為防止染毒空氣向其它地方擴散、保證工作人員的安全，拆換或維護完畢后，應打開換氣堵頭X5和密閉閥門F4(X4),關閉密閉閥門F5(X1)、F5(X2)、F4(X3)、F4(X4)和插板閥F7(X6),啟動進風機F1，將室內染毒空氣吸入過濾吸收器中得以凈化達到標準后關閉換氣堵頭6,整個系統即可恢復正常使用。平時須將換氣堵頭X5封閉。
2.3隔絕防護設計
隔絕通風時防空地下室既無進風也無排風，依靠風機實現室內循環通風，為防止室內空氣出現O2濃度過低、CO2濃度過高導致危機室內人員的安全，《人民防空地下室設計規范GB50038-2005》表5.2.4給出了不同工事戰時隔絕防護時間 (?子)、CO2容許濃度、O2容許濃度的要求。本工程二等人員掩蔽所隔絕防護時間：?子≥3h。
?子=1000×V0(C-C0) ÷(n·C1) =1000×1290(2.5%-0.45%)÷(430×20) =3.075>3h
V0——防空地下室清潔區有效容積m3，本工程清潔區有效容積1290m3
C——防空地下室內CO2初始濃度(%)，
C0——隔絕防護前防空地下室內CO2容許體積濃度(%)，據《人民防空地下室設計規范GB50038-2005》表5.2.5)
隔絕防護前的新風量為5 m3/(P·h)時C0應為0.45%，
C1——清潔區內每人每小時呼出的CO2量(L/(P·h))，掩蔽人員宜取20，
n——掩蔽人數，本工程n=430
本工程隔絕防護時間滿足要求。
3.設備選擇
3.1進風系統
進風系統由消波設施(防爆波活門和進風擴散室)、粗過濾器(油網濾塵器)、過濾吸收器(濾毒器)、密閉閥門、進風機及連接這些設備的管道組成，設在戰時非主要出入口附近。
3.1.1進風機
進風機是整個防護通風系統的動力部件,考慮到戰時外界電源有被切斷的可能,在缺電的情況下采用人力驅動風機維持通風。本工程選用了DJF型電動腳踏兩用風機,風機風量根據掩蔽人數確定。
①清潔通風新風量的確定
LQ=L1×n =5×430=2150 m3/h
②濾毒通風新風量的確定
LR= L2×n =2×430=860 m3/h，
LH=VF×KH+Lf=40.95×40+51.6=1690 m3/h，
LD取LR和LH二者中的大值，LD=1690 m3/h
注：n——掩蔽人數
LQ——清潔通風新風量(m3/h)
LD——濾毒通風新風量(m3/h)
LR——按掩蔽人員計算所得的新風量(m3/h)
LH——室內保持超壓值所需的新風量
L1——清潔通風時新風量標準≥5 m3/(P·h);
地下人防工程中自然能源的高效利用【2】
【摘 要】本文主要介紹了地下人防工程中的一些地道特點，而且對于地道冬暖夏涼的空氣特性，從理論和實際基礎上進行分析和研究，并且針對地下人防工程中的空氣溫度、濕度和風速變化等了討論，得出的結果說明，地下人防工程在冬天，可以為熱泵熱源提高有效的空氣源，而且降低了熱泵的消耗能力，而且提高了熱泵的有效性能系數。
【關鍵詞】人防工程;能源;空氣源熱泵
一、人防工程中的自然資源
我國是一個土地資源非常豐富的地區，而且因為土地資源遼闊，所以地下資源更是豐富，所以在1960年到1970年之內，中國設置了很多地道，這些地道許多都是那個時期所建設的防空洞、地下河流和隧道之類的地道，這也僅僅是那個期間所開發的，而且這些隧道在地下約10米，大多是淺層地下結構。
早在上世紀七十年代和八十年代，中國就已經開始利用地下的自然能源，人防工程使用的地下風冷卻已經迅速發展成為一項新的技術，因為系統有著簡單和低成本的優點，所以目前一直處于重點關注的對象。
隨著技術的不斷推廣，以及在應用的過程中、實踐中，人們逐漸發現系統存在的種種弊端，所以地下風式散熱技術已經經歷了快速發展時期，但也慢慢被擱置了。
我國在21世紀開始就已經強調能源節約和資源的可持續發展，而且人們已經開始針對傳統的地下自然資源利用的基礎上，對新技術進行創新、開發和研究，從而解決以往傳統地下自然資源的利用技術問題，從而得到了很好的改進，使得新技術能夠非常有效的適用于我國的國情和環境，充分利用地下人防工程中的自然資源。
二、人防工程中自然資源的有效利用
1. 人防工程自然能源的傳統利用
20世紀70年代初，中國的地下風式散熱技術發展迅速，這是首次使用正宗的地下自然資源的歷史。
其傳統的利用原理就是在冬夏季節交替適用地道的冷空氣，用通風系統將空氣傳送到地表之上，從而使得地表上的空氣溫度降低，這種傳統利用方式多數利用在人群比較集中的地方，比如公共場所、電影院、學校等這種大型場所，后來經過不斷的發展，可以利用到家庭住宅和工廠之中，并且其降溫效果是非常不錯的。
但因為大部分的地下存在著污染的情況，使隧道內的空氣存在一定刺鼻氣味或者是霉味，空氣冷卻進了房間后，使得房間里的空氣質量嚴重惡化。
同時，人們也通過實踐發現，底下的空氣中還含有對人體有害的氣體，那就是氣體氛，而且這種氣體的濃度是非常的大。
氛氣是一種無色、無臭、無味的有毒氣體。
人們如果長期待在高氛環境下的話，會對大支氣管上皮細胞造成嚴重的損害，嚴重的甚至誘發癌癥。
此外，還會導致白血病等呼吸系統疾病，對人體是有害的。
盡管人們認識到氛氣對人體的危害，并且已采取若干措施，以減少真正的地下氛氣濃度和室內空氣中的濃度，如在通風模式上的變化，強制在通風排氣通風地道上施工防氛氣密封材料和防水涂料;房間里強制使用風扇進行空氣循環，增加窗口的數量;空氣供給系統中安裝排氣旁通閥。
然而，由于地下巖石、土壤以及和巖石、土壤有關的地下建筑材料是氛氣的一個主要來源，甚至采取保護措施，也是難以降低氛濃度到安全范圍之內的，因為氛氣的擴散能力是非常強的，不可避免地會進入了房間，留在室內空氣中，給人們的身體和精神健康造成很大的威脅。
同時，在使用該系統的過程中，因為不善于對地道水的內部管理使用，使得污垢不能被排除，導致各種微生物、細菌的生長，從而使隧道內的空氣中，除了外在氛氣的有害氣體，還含有其它有害物質，使得室內空氣環境的嚴重惡化。
2. 人防工程自然能源的新利用
由于直接利用空氣隧道將嚴重危害人體健康，因此，如何安全、有效、健康的發展我們現有的地下自然資源，充分利用豐富的地下暖通空調系統，已經成為近年來人們一直在思考的問題。
在一應俱全的真實情況，建立專門為農產品出口水果的專用空氣冷卻隧道，因為地下的結構不被視為用于其他目的的情況下，所以可以做的很簡單，而且可以根據熱交換器的要求來確定地道的大小、幾何形狀和埋設深度。
其成本比施工隧道或其他用途地道低得多。
總體而言，該項目總投資接近人工制冷系統的成本，但節省的電費和維修成本的優勢，以及對周圍環境的污染，卻是其他方式所無法比擬的。
目前的空氣熱源泵仍存在很多問題，要想解決空氣熱源泵的問題，人們仍在不斷的探索，現在已經有了一定的進步，不斷的完善地下風的使用中的一些弊端。
目前已經研究出了如何利用自然資源的一種新型模式，就是目前的地下風風源熱泵模式。
地下空氣具有冬暖夏涼的特點，新型的地下空氣熱源泵就是有效的利用了這一特點，熱泵空調系統的冷熱源就以此為能源。
原本的地下人防工程中，空氣質量并不好，氣味怪、空氣質量差、影響工作人員的身體健康，而新型的空氣熱源泵等就能有效的解決這一問題，夏季制冷問題也得到了有效的解決。
這樣地下人防工程的工作過程中，給工作人員提供了一個良好的工作環境。
除了解決的夏季空氣質量差等問題，還地下風空氣熱源泵系統還能夠提高冬季的工作性能系數，減少了熱泵的除霜系統。
除了基于地下風空氣源熱泵系統之外，地道通風降溫技術，也完全符合我國的基本國情，是在傳統的地下風式散熱系統的基礎上發展起來的。
地道通風降溫技術，需要確定建筑物逐時動態負荷地道的幾何形狀，使得地下通風能夠在供冷季節為建設提供所需的冷卻能力，從而保持了良好的室內熱環境。
在夏季，系統使用期間為5月21日 - 7月10日，共51天。
通風時間，是每天晚上9：00?17：00。
根據建筑冷負荷和所需的新鮮空氣要求，利用三檔轉速風扇的變化來控制地道內的通風，實現了分階段控制程序。
據氣象參數和地道的室外出口空氣溫度來確定風機的運行條件。
地道降溫系統選擇的風機是為三檔變轉數風機，能滿足90%以上房間的溫度控制在29℃或以下。
與常規空調系統相比，該系統可以在很大程度上減少新風負荷，不僅具有投資少、運行成本低、維護方便等特點，還可以創造比常規空調系統更容易被接受的環境。
參考文獻：
[1]牟靈泉.地道風降溫計算與應用[M].北京： 中國建筑工業出版社，1982;
[2]楊志寬.利用地道風要考慮氡及其子體對室內空氣環境的影響[J].山東建筑工程學院學報.1994，9(2)：48～51.
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